【正文】 之后1024us是無用信號，通過單片機定時可以將這部分信號濾除，之后便是有效的圖像信號。比較其寬度變化，實際通過示波器的測量，近端黑線寬度為4us，那么如果還用LM339作為電壓比較器的話，遠端黑線就很難比較出來，所以本次設(shè)計采用的MAX901，其響應(yīng)時間為8ns，足以滿足要求。因此本設(shè)計采用比較器來代替A/D的方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。由于攝像頭輸出的信號中含有消隱信號（包括行消隱和場消隱），這對于賽道信息提取是沒有用的，因而需要避免將這部分信號采到單片機中。范圍之間。最終選用的是卡默萊公司一款型號為：CM3125BHP4這款針孔攝像頭。第五章 圖像采集與路徑分析圖像的采集與處理是設(shè)計中的難點，從圖像數(shù)據(jù)的采集到數(shù)據(jù)的處理，都不是一件容易的事。從圖中可以看到只需將按鍵一端接到單片機引腳上，另一端接地即可。由于比賽前，賽道形狀是未知的，而且比賽時候又不能重新修改程序，為了在小車出發(fā)前，作最后參數(shù)調(diào)整，非常有必要設(shè)置撥碼開關(guān)，能夠根據(jù)賽道的實際情況和小車運行情況作出合理的調(diào)整，從而取得更好的成績。根據(jù)公式： 公式45計算得PWMPER45=10000，而對應(yīng)舵機的PWM通道（本設(shè)計中舵機用的是PWM45）的PWM周期根據(jù)公式42得：即對應(yīng)舵機頻率為100Hz。 //左對齊 PWME_PWME5 = 1。 //PWM5使用SA PWMCLK_PCLK3 = 1。 PWM初始化 PWM通道計數(shù)寄存器PWMCNTX，寫入任何值都將使PWMCNTX清0，也就是說PWMCNTX不能被置0以外的數(shù)值。 //when pll is steady ,then use it。 //disengage PLL to system PLLCTL_PLLON=1。 系統(tǒng)初始化流程圖：其它模塊小車狀態(tài)初始速度預(yù)置全局變量賦初值輸入捕捉中斷初始化實時中斷初始化外中斷（IRQ）初始化鍵盤初始化（模式選擇）系統(tǒng)初始化系統(tǒng)時鐘初始化I/O口初始化PWM初始化串口通信初始化SPI初始化SD卡初始化 系統(tǒng)初始化流程圖 系統(tǒng)時鐘初始化系統(tǒng)時鐘初始化直接關(guān)系到9S12XS128工作的總線頻率，對于整個系統(tǒng)的性能來說尤為重要。此部分主要包括系統(tǒng)初始化、圖像采集，路徑分析，控制策略，調(diào)試軟件五部分，以下詳細說明智能車的各部分程序的流程圖。舵機的響應(yīng)速度與工作電壓有關(guān)系，電壓越高速度越快，所以應(yīng)在舵機允許的工作電壓范圍內(nèi)，盡量選擇最大的工作電壓。在智能車上，舵機的輸出轉(zhuǎn)角通過連桿傳動控制前輪轉(zhuǎn)向。＝。得車速公式：V=[(C247。為了使得賽車能夠平穩(wěn)地沿著賽道運行，需要控制車速，使賽車在急轉(zhuǎn)彎時速度不至過快而沖出賽道。信號輸入H橋功率放大電路直流電機負載TD340圖3. 7 直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)框圖 由TD340和MOS管組成的H橋驅(qū)動電路,它的優(yōu)點是開關(guān)速度快，通路電阻低和電壓門信號低，適合于大電流和低電壓運行，TD340用于構(gòu)成PWM發(fā)生器，功率放大電路是由4個MOSFET管組成的H橋電路。雖然16A的電流較其他一些50A甚至100A的大型貼片/直插MOS在功率上遜色了一些，但是仍大大超過的MC33886的5A的最大工作電流，并且也能滿足賽車需要，關(guān)鍵是在保證驅(qū)動能力的情況下，重量體積大大減小。：功率電路對其輸入端應(yīng)有良好的信號隔離，防止有高電壓大電流進入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實現(xiàn)隔離。 MC34063內(nèi)部原理圖經(jīng)過計算(見附錄5)。PWM模塊PWM1舵機PWM3,PWM5電機ECT模塊PT7速度傳感器PT4PT7撥碼開關(guān)外部中斷IRQ行同步串口通訊RXD0串口接收TXD0串口發(fā)送無線通訊模塊RXD1無線接收TXD1無線發(fā)送IO口PM6視頻選通信號PA0奇偶信號第三章 硬件的設(shè)計與實現(xiàn)智能車需要設(shè)計的硬件系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：電源部分、電機驅(qū)動部分、測速部分、舵機部分、圖像采集與處理部分、人機交互部分。4．狀態(tài)檢測在智能車調(diào)教過程中需要時刻監(jiān)控車子的狀態(tài)，采用無線收發(fā)模塊對智能車行駛的狀態(tài)進行監(jiān)控，實時傳輸?shù)絇C機，用于分析。在選定智能車系統(tǒng)采用CCD方案后，賽車的位置信號CCD傳感器采集，經(jīng)S12 MCU的I/O口處理后，用于賽車的運動控制決策，同時內(nèi)部ECT模塊發(fā)出PWM波，驅(qū)動直流電機對智能車進行加速和減速控制，以及舵機對賽車進行轉(zhuǎn)向控制，使賽車在賽道上能夠自主行駛，并以最短的時間最快的速度跑完全程。目前智能車輛技術(shù)在轎車和重型汽車上主要應(yīng)用于碰撞預(yù)警系統(tǒng)、防撞及輔助駕駛系統(tǒng)、智能速度適應(yīng)、自動操作等，其在軍事上的應(yīng)用更加廣泛和重要。在科技引領(lǐng)時代的今天，以車代步是人類適應(yīng)快速生活的必然結(jié)果。該項賽事與其它四項賽事一樣，旨在培養(yǎng)與提高當(dāng)代大學(xué)生的動手力、創(chuàng)新能力、自學(xué)能力、理論應(yīng)用于實際的能力等，具有重大的現(xiàn)實意義。但是這些人為的錯誤或疏忽是不可避免的，為了在司機犯下錯誤之前得以糾正或者干脆將人從駕駛這項重復(fù)而乏味的勞動中解脫出來，取之以人工智能設(shè)備是人們正在努力并已經(jīng)取得了很大成果的嘗試。智能車輛系統(tǒng)的實用化是是智能車輛發(fā)展的前進方向，適應(yīng)性強、環(huán)境適應(yīng)性好的智能車輛將是研究的重點。 總體設(shè)計要求與原則 智能車功能設(shè)計要求1．路徑識別在智能車的制作過程中，關(guān)鍵的問題就是探尋黑線，識別正確的路徑。3．驅(qū)動盡可能大強勁的動力是高速的保證，這里的動力包括了瞬間的加減速性能與持續(xù)的輸出能力，能夠保證長時間大電流輸出的情況下系統(tǒng)穩(wěn)定工作。圖3. 2 5V穩(wěn)壓電源原理圖 6V電源6V電源主要為舵機供電，采用摩托拉羅公司的低壓降，能夠線性調(diào)整輸出的LM1117芯片制作可調(diào)電源[9]。由于比賽規(guī)則嚴禁改動更換驅(qū)動電機，故賽車動力的強勁與否便直接與驅(qū)動電路性能畫上了等號。結(jié)合以上，在實際制作過程中，主要采用了以下兩種方案：方案一 ：采用MC33886級聯(lián)組成驅(qū)動電路該驅(qū)動芯片MC33886特性如下：工作電壓：540V導(dǎo)通電阻： 120毫歐姆輸入信號：TTL/CMOSPWM頻率： 10KHz短路保護、欠壓保護、過溫保護等； MC33886芯片及引腳圖。TD340芯片是N溝道功率MOS管驅(qū)動器，適合于直流電機控制。采用Td340和兩片MC33886驅(qū)動能力比較,。通過速度檢測，對車模速度進行閉環(huán)反饋控制，即可消除上述各種因素的影響，使得車模運行得更穩(wěn)定。[13] 公式31本次用作測速的光電傳感器型號為H42B6，在5V測試電壓下，上升沿時間和下降沿時間為15ｕs。圖3. 9 光電管和編碼盤組成的測速示意圖圖3. 10 光電管測速電路圖但經(jīng)過后來實踐證明，該檢測方法精度較低，可靠性較差，容易受環(huán)境光影響，當(dāng)車速達到3m/s時候，檢測會發(fā)生問題，后來采用OMRON 公司生產(chǎn)的 E6A2CS100型光電編碼器。 舵機結(jié)構(gòu)圖舵機接口一般采用三線連接方法，黑線為電源地線，紅線為電源線，一般采用兩種標準，另外一根連線為控制信號線。舵機的輸出轉(zhuǎn)角介于45176。實時中斷清實時中斷標志位中斷顯示調(diào)用速度控制函數(shù)調(diào)用測速函數(shù)中斷返回 實時中斷流程圖⑵ 外中斷IRQ：這個中斷用來捕捉行同步的下降沿，判斷一行是否開始。但實際上內(nèi)部總線頻率為40MHz也是很難對攝像頭的圖像進行復(fù)雜的處理，并作出更為合理的決策，因此本設(shè)計在確保系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下將9S12XS128的總線頻率超頻至80MHz。 POSTDIV=0x00。 } 根據(jù)總線頻率計算公式： 公式41上述公式中Fosc為外部振蕩器的頻率，此處即為16MHz。 //CH_SA_FREQ= CH_A_FREQ/CH_SA_DIV/2PWMSCLB= CH_SB_DIV。 //寫PWM45的周期寄存器，給舵機PWMPER23 = PWMPER67 = CH_SB_FREQ / MotorFreq。 }經(jīng)過以上處理后，如果總線頻率Bus_Freq改變的話，我只要簡單計算新的Bus_Freq經(jīng)PWM_PRCLK (此處為4分頻)分頻后的頻率，并將CH_A_FREQ聲明為新值，其它不作改變。實際中因舵機左右轉(zhuǎn)角位置限制使其可變的點數(shù)大概在600個左右。在此說明一下，有些單片機的端口內(nèi)部具有上拉電阻，它和外部上拉電阻原理一樣，所實現(xiàn)的功能也是一樣的。 補充：端口下拉，則按鍵的接法，： 按鍵連接圖（下拉）比較上拉和下拉，對應(yīng)按鍵接法也不同，如果上拉中的Button接VCC，則Button不起作用；如果下拉中的Button接地，則Button也是不起作用的。攝像頭連續(xù)地掃描圖像上的一行，就輸出一段連續(xù)的電壓視頻信號，該電壓信號的高低起伏正反映了該行圖像的灰度變化情況。贊同這種說法，理由同上；不贊同這種說法，理由：上述普遍觀點都是建立在圖像數(shù)據(jù)采集方案為A/D基礎(chǔ)上的，但是如果不是基于這種采集方案的，如本次設(shè)計的最終方案，上面的那種普遍觀點就不適用了。此區(qū)中有若干個復(fù)合消隱脈沖（簡稱消隱脈沖），在這些消隱脈沖中，有個脈沖它遠寬于（即持續(xù)時間長于）其他的消隱脈沖，該消隱脈沖又稱為場同步脈沖，它是掃描換場的標志。其中奇偶換場信號中奇場時該引腳輸出為高電平，偶場時該引腳輸出為低電平。在比較器的選擇方面我們先后選擇了LM32LM33LM31MAX901，它們的響應(yīng)時間分別為10us、300ns、200ns、8ns。 二值化原理圖通過示波器的觀察，當(dāng)LM339的工作電壓選在（5V）時，它的高電平輸出約為5V（注：加10K上拉電阻后），低電平輸出為0V，這種電平被單片機接收后將直接被認為是1和0，從而直接完成了視頻信號的二值化。： A/D數(shù)據(jù)采集經(jīng)二值化數(shù)據(jù)，所以后續(xù)的數(shù)據(jù)處理中應(yīng)將它濾掉，（注：因為圖中顯示的是第一行也就是最遠的一行，故采到黑點的數(shù)目少（只有三個），實際可以在1到6點范圍變化）。不僅如此，后續(xù)的數(shù)據(jù)處理也更為簡單。發(fā)現(xiàn)比中間要低，而圖像硬件二值化結(jié)果第一點并不是和圖像開始邊沿對齊，也就是說我們用W3－W1得出的黑線偏移是以W1為基準點，而W1又是變動的，那么同一位置的偏移量就有變動的。//清行中斷標志，下一行開始 CLIlab3://開始采集一行數(shù)據(jù) BITA ATD0STAT2L //A/D轉(zhuǎn)換完畢? (A)amp。上面兩種方法都是現(xiàn)在常用的兩種方法，且A/D的采集方案也有它的優(yōu)點，雖然片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換時間太長，但是也可采用片外A/D來彌補這一不足，而且電路也不是很復(fù)雜。但要注意單獨的積分調(diào)節(jié)往往是不能工作的。PID控制算法共有兩種常用的表示方式—位置式和增量式。 速度模糊控制庫通過下面程序就可以得到Fuzzy_Speed。 //此時表示一標志}通過下面的程序可以得到Fuzzy_Offset:if(M = 120 amp。 // motor_back(150)。在本次設(shè)計中，上位機調(diào)試軟件的程序編寫也在計劃之中，在初次使用Microsoft Visual Studio 2005開發(fā)軟件[9~15]，各方面知識和經(jīng)驗都非常欠缺和時間又很是倉促的情況下，大體完成了上位機的圖像處理[16]界面，能夠?qū)⒒叶葓D（位圖格式）讀入并轉(zhuǎn)變成文本格式，或?qū)⑽谋靖袷降膱D像數(shù)據(jù)恢復(fù)成位圖格式并予以顯示與保存，能夠?qū)D像數(shù)據(jù)進行二值化、浮動閾值、中值濾波等一系列處理與數(shù)據(jù)的硬盤保存，并能通過串口將SD卡的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機并在上位機實現(xiàn)對SD卡的數(shù)據(jù)接收與硬盤保存。其中“系列1”（對應(yīng)表中J列數(shù)據(jù)）為最遠行至最近行黑線寬度的變化情況。然而這才剛剛起步，各項安全保障系統(tǒng)還急需完善，人們還需要不懈的努力，才能使智能車真正走進人們的生活。主要包括主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、前輪外傾角、前輪前束、重心的位置、地盤離地間隙、后輪輪距以及后懸掛縱向減震彈簧的預(yù)緊力等。⑷在舵機控制算法上優(yōu)化，使之過彎道走內(nèi)彎、S型曲線直接沖過，其中心目的就是使賽車少走彎道，縮短行駛距離。由于賽車初圈記憶的準確性難以保證，第二圈基于記憶的控制策略是存在一定風(fēng)險的。⑵參數(shù)計算的準確性。 for(。 TCTL4 = 0x03。 IRQCR_IRQEN = 0。 for(ii=0。jj13340。 _asm(nop)。0x80)) 。j line。 for(i = 0。 } } uart_putchar(0xFE)。 PACTL_PAMOD = 0。 IRQ_Init()。 offset0 = 0。 ulong temp[5]。 EnableInterrupts。 } } for(i = 0。 TCNT_COUNT[i][1] = TCNT。 } if(IRQ_FLG){ TIE = 0x00。void SpeedControl(void){ if(BEGIN_TRUE==Begin_num) { PORTB=0X55。 else motor_back(Fuzzy_Control[Fuzzy_Speed][Fuzzy_Offset])。